Solution d'évolutivité d'Ethereum : Développement et défis de Layer 2

Ethereum, en tant que l'une des plateformes de blockchain les plus actives actuellement, supporte un grand nombre d'applications décentralisées, allant de la finance décentralisée aux tokens non fongibles, et l'écosystème est en plein essor. Cependant, avec l'augmentation du volume des transactions sur la chaîne, des problèmes tels que les frais élevés dus à la congestion du réseau, l'augmentation des temps de transaction et le taux d'échec croissant se font de plus en plus sentir, affectant l'engagement des utilisateurs.

Pour relever ces défis et maintenir les caractéristiques décentralisées de la chaîne principale, la communauté a principalement adopté des solutions d'évolutivité Layer 2 (L2). L'idée centrale de L2 est de transférer les calculs et les transactions du réseau principal (L1) vers un réseau de deuxième couche, ne soumettant que le résultat final au réseau principal. Cette méthode améliore non seulement l'efficacité des transactions et réduit les coûts, mais permet également d'hériter de la sécurité du réseau principal.

Actuellement, les solutions L2 les plus connues incluent les Rollups et les sidechains. Parmi celles-ci, les Rollups peuvent être subdivisés en Optimistic Rollups (OP-Rollups) et Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

OP-Rollups

Les OP-Rollups effectuent le calcul des transactions et les mises à jour d'état sur le réseau L2, puis publient en masse les données de transaction compressées sur la chaîne principale. Les nœuds L2 considèrent par défaut que ces transactions sont valides, sauf si quelqu'un les conteste. Ce modèle améliore considérablement la vitesse et l'efficacité de la confirmation des transactions.

Dans les sept jours suivant la soumission de la transaction, si le validateur découvre un problème, il peut soumettre une preuve de fraude. Le contrat intelligent sur la chaîne principale vérifiera cette preuve. S'il y a effectivement un problème, la transaction concernée et les transactions suivantes seront annulées, le nœud malveillant sera puni, tandis que le validateur recevra une récompense.

Si aucune contestation n'est soulevée dans les sept jours, la transaction sera considérée comme légale. En réalité, l'existence de la "preuve de fraude" elle-même exerce un puissant effet dissuasif, rendant les cas de malveillance des nœuds extrêmement rares.

Les principaux inconvénients des OP-Rollups résident dans le fait que la période de contestation de sept jours peut affecter la circulation des fonds, ainsi que les risques de centralisation potentiels.

ZK-Rollups

Contrairement aux OP-Rollups, les ZK-Rollups doivent fournir une preuve de validité lors de la soumission des données. Cette méthode effectue également des transactions hors chaîne, mais avant de soumettre officiellement, il est nécessaire de calculer une preuve de validité.

Bien que la technologie ZK existe depuis longtemps, son application dans la blockchain lui donne une nouvelle vie. La blockchain peut limiter la complexité à l'intérieur des contrats intelligents, rendant le processus de vérification plus décentralisé et fiable.

La complexité des ZK-Rollups réside dans la nécessité de compiler les données de transaction et la logique d'exécution en un circuit logique complexe, puis de générer des résultats vérifiables rapidement par le biais de calculs cryptographiques. Ce processus nécessite généralement des compilateurs et des vérificateurs spécialisés.

Coût du Layer 2

Bien que les réseaux Layer 2 visent à réduire les coûts d'interaction des utilisateurs sur Layer 1, ils comportent également des coûts.

Le coût des OP-Rollups provient principalement de deux aspects : les frais de soumission des données de transaction compressées à L1, ainsi que les coûts d'exploitation des nœuds L2. Heureusement, le plan EIP-4844 d'Ethereum a considérablement réduit les frais d'interaction entre L2 et le réseau principal. Cependant, le montant important de fonds bloqués requis pour maintenir les nœuds peut entraîner une perte de coût d'opportunité.

Les principaux coûts des ZK-Rollups proviennent des ressources de calcul importantes et du matériel spécialisé nécessaires pour générer des preuves à divulgation nulle de connaissance. En outre, il est également nécessaire de supporter les frais de transaction pour soumettre des données sur la chaîne. La demande de matériel spécialisé pourrait entraîner une plus grande centralisation du réseau.

Résumé

Que ce soit les OP-Rollups ou les ZK-Rollups, ils représentent des solutions importantes pour l'écosystème Ethereum face aux défis d'évolutivité. Avec la mise en œuvre de mises à jour telles que l'EIP-4844 d'Ethereum, le coût de publication des données en L2 a considérablement diminué, ce qui libérera davantage le potentiel des deux solutions et favorisera le développement continu de l'écosystème Ethereum.